微机原理 第三章 微处理器
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第1章 概述1.电子计算机主要由.电子计算机主要由 运算器运算器 、 控制器控制器 、 存储器存储器 、 输入设备输入设备 和 输出设备输出设备 等五部分组成。
等五部分组成。
等五部分组成。
2. 运算器运算器 和 控制器控制器 集成在一块芯片上,被称作CPU CPU。
3.总线按其功能可分.总线按其功能可分 数据总线数据总线 、 地址总线地址总线 和 控制总线控制总线 三种不同类型的总线。
三种不同类型的总线。
4.计算机系统与外部设备之间相互连接的总线称为.计算机系统与外部设备之间相互连接的总线称为 系统总线(或通信总线)系统总线(或通信总线) ;用于连接微型机系统内各插件板的总线称为系统内总线(板级总线) ; CPU 内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为 内部总线内部总线 。
5.迄今为止电子计算机所共同遵循的工作原理是迄今为止电子计算机所共同遵循的工作原理是 程序存储程序存储 和 程序控制程序控制 的工作原理。
的工作原理。
这种原理又称这种原理又称为 冯·诺依曼型冯·诺依曼型 原理。
原理。
第3章 微处理器及其结构1.8086/8088 CPU 执行指令中所需操作数地址由执行指令中所需操作数地址由 EU EU EU 计算出计算出计算出 16 16 16 位偏移量部分送位偏移量部分送位偏移量部分送 BIU BIU BIU ,由,由,由 BIU BIU BIU 最后最后形成一个形成一个 20 20 20 位的内存单元物理地址。
位的内存单元物理地址。
2.8086/8088 CPU CPU在总线周期的在总线周期的在总线周期的T1 T1 T1 时刻,用时刻,用时刻,用A19/S6A19/S6A19/S6~~A16/S3 A16/S3 输出输出输出 20 20 20 位地址信息的最高位地址信息的最高位地址信息的最高 4 4 4 位,而在位,而在其他时钟周期,则输出其他时钟周期,则输出 状态状态 信息。
第3章从8086到Pentium系列微处理器的技术发展由于课时的关系,本章内容一般作为自学或讨论学习的内容。
但是,本章内容对本课程学习的升华具有潜在的意义,故在此也进行提示。
3.1分析教材内容本章主要对80386 CPU,同时也对80486及Pentium微处理器的改进之处和特点进行简单提示。
3.1.1分析重点难点问题1. 80386微处理器1) 80386的特点及其体系结构,请参见教科书P50-52,注意:硬件支持多任务处理。
2) 80386引脚的功能,请参教科书见P53,注意:理解协处理器接口信号。
3) 80386的寄存器组,请参见教科书P54-56,注意:掌握各寄存器的功能。
4) 80386的工作模式,请参见教科书P57,注意:理解三种模式,3种工作模式可以相互转换。
5) 80386中断,请参见教科书P59-60,注意:80386的中断管理机制在实模式和保护模式下是不同的。
2. 80486微处理器1) 80486的主要特点,请参见教科书P60-61。
2) 80486的内部结构,请参见教科书P61-64。
注意和80386的区别。
3. Pentium微处理器1) Pentium体系结构,请参见教科书P65-67,注意Pentium微处理器在486体系结构基础上,还作了哪些增强性的改进。
2) Pentium Ⅱ微处理器,请参见教科书P68。
注意其结构上的特色。
3) Pentium Ⅲ微处理器,请参见教科书P69。
注意其SSE指令。
4) Pentium Ⅳ微处理器,请参见教科书P69。
注意其两组独立工作的ALU。
3.1.2 典型例题解析本章例题主要从微处理机体系结构和新的设计思想出发,以8086微处理机为基础,把重点放在Pentium微处理机的新体系结构和新的设计思想上。
例如Pentium微处理机新体系结构的特点?相对8048体系结构有哪些增强点等?这些问题有助于提高计算机系统结构的水平。
有关这方面的问题,上节已很明确的写出,在此不再赘述。
第一章知识点目录第2章重点和难点分析一、掌握数字在计算机中的表示和运算1、掌握十进制数、二进制数、十六进制数的表示方法及其相互转换。
2、熟练掌握带符号数的原码、反码、补码表示方法。
3、掌握带符号补码加减法运算,进位和溢出的概念及其判断方法。
补码的加减运算的特点是符号位一同参加运算。
作减法时,可将减数变补与被减数相加来实现。
运算时要注意字长、数值范围及溢出判断。
一般只有在同号相加或异号相减时,才可能产生溢出。
二、掌握信息在计算机中的表示1、掌握BCD码(十进制数的二进制编码)概念及其修正计算方法。
2、掌握ASCII码(字符(包括字母、数字和符号)的概念及查表方法。
第三章知识点目录一、80x86微处理器简介1)CPU发展过程中几个主要参数:主频、数据总线宽度,地址总线宽度、Cache80x86微处理器是美国Intel公司生产的系列微处理器。
从8086开始到目前已进入第五代微处理器:8086(8088)、80286、80386、80486和80586(Pentium、Pentium Ⅱ~Ⅳ、Pentium D 双核)。
其主要发展特点是:1. 主频从8086的4.77MHz到80586的166MHz,PentiumⅡ~Ⅳ更高,可达3GHz。
2. 数据总线从8086的16位到80586的64位。
3. 地址总线从8086的20根到80586的36根。
4. 高速缓冲存储器Cache的使用,大大减少了CPU读取指令和操作数所需的时间,使CPU的执行速度显著提高。
2)Cache—主存—外存三级存储系统计算机系统中存储层次可分为三级:高速缓冲存储器、主存储器、外存储器。
高速缓冲存储器用来改善主存储器与中央处理器的速度匹配问题;外存储器用于扩大存储空间。
计三级存储系统解决存储器速度、容量、价格三者之间的矛盾,并且提升了CPU访存速度,改善了系统的总体性能;3)存储器管理机制80x86CPU在发展过程中,存储器的管理机制也发生了较大变化。
微型计算机原理第三章80X86微处理器1.简述8086/8088CPU中BIU和EU的作用,并说明其并行工作过程。
答:(1)BIU的作用:计算20位的物理地址,并负责完成CPU与存储器或I/O端口之间的数据传送。
(2)EU的作用:执行指令,并为BIU提供所需的有效地址。
(3)并行工作过程:当EU从指令队列中取出指令执行时,BIU将从内存中取出指令补充到指令队列中。
这样就实现了取指和执行指令的并行工作。
2.8086/8088CPU内部有哪些寄存器?其主要作用是什么?答:8086/8088CPU内部共有14个寄存器,可分为4类:数据寄存器4个,地址寄存器4个,段寄存器4个和控制寄存器2个。
其主要作用是:(1)数据寄存器:一般用来存放数据,但它们各自都有自己的特定用途。
AX(Accumulator)称为累加器。
用该寄存器存放运算结果可使指令简化,提高指令的执行速度。
此外,所有的I/O指令都使用该寄存器与外设端口交换信息。
BX(Base)称为基址寄存器。
用来存放操作数在内存中数据段内的偏移地址,CX(Counter)称为计数器。
在设计循环程序时使用该寄存器存放循环次数,可使程序指令简化,有利于提高程序的运行速度。
DX(Data)称为数据寄存器。
在寄存器间接寻址的I/O指令中存放I/O端口地址;在做双字长乘除法运算时,DX与AX一起存放一个双字长操作数,其中DX存放高16位数。
(2)地址寄存器:一般用来存放段内的偏移地址。
SP(Stack Pointer)称为堆栈指针寄存器。
在使用堆栈操作指令(PUSH或POP)对堆栈进行操作时,每执行一次进栈或出栈操作,系统会自动将SP的内容减2或加2,以使其始终指向栈顶。
BP(Base Pointer)称为基址寄存器。
作为通用寄存器,它可以用来存放数据,但更经常更重要的用途是存放操作数在堆栈段内的偏移地址。
SI(Source Index)称为源变址寄存器。
SI存放源串在数据段内的偏移地址。
第3章 80x86微处理器一、自测练习题㈠选择题1.因为8086 CPU的字数据既可以存放在内存的偶地址单元,也可以安排在奇地址单元,所以其堆栈指针SP( )。
A.最好指向偶地址单元 B.可以指向任何地址单元C.只能指向偶地址D.只能指向奇地址2.8086/8088微处理器内部能够计算出访问内存储器的20位物理地址的附加机构是( )。
A.ALU B.加法器C.指令队列 D.内部通用寄存器3.8086CPU外部的数据总线和地址总线分别为( )位。
A.16,16 B.20,16 C.16,20 D.20,20 4.指令代码的地址存放在寄存器( )中。
A.DS和SI B.BX和BP C.ES和DI D.CS和IP5.最大方式中,控制总线的信号来自( )。
A.8282 B.8284 C.8288 D.82866.在8086中,一个基本的总线周期由( )个时钟周期组成。
A.1 B.2 C.3 D.47.在8086CPU中,数据地址引脚( )采用时分复用。
A.AD0~AD15 B.AD0~AD9 C.AD0~AD20 D.AD10~AD28.8086CPU把1MB空间划分为若干逻辑段,每段最多可含( )的存储单元。
A.1KB B.8KB C.16KB D.64KB9.当标志寄存器FLAGS中OF位等于1时,表示带有符号的字运算超出数据( )范围。
A.-128~+127 B.-32768~+32767C.000~FFFFH D.0~FFH10.总线写周期中,在( )时不需要像读周期时要维持一个周期的浮空状态以作缓冲。
A.-32767~+32767 B.-32767~+32768C.-32768~+32767 D.-32766~+3276911.CPU执行指令过程中,BIU每完成一次对存储器或I/O端口的访问过程,称为( )。
A.时钟周期 B.总线周期 C.总线读周期 D.总线写周期12.BHE与A0配合以决定访问存储器的数据是高字节还是低字节工作,其BHE仅在总线周期开始的( )周期有效。